Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / La periodontitis es un tipo de enfermedad periodontal que afecta a los tejidos de inserción de las piezas dentarias. En la actualidad, entre los agentes etiológicos que tienen mayor participación en la génesis de las periodontitis, destacan A. actinomycetemcomitans y las bacterias pertenecientes al complejo rojo. P. gingivalis presenta diversos factores de virulencia, como su capacidad de adherencia a los tejidos periodontales y a otras bacterias, el LPS de su pared celular y múltiples proteasas. Las bases moleculares de sus mecanismos de virulencia y su relación con la diversidad genética no han sido suficientemente comprendidos aún. El propósito del presente estudio es genotipificar aislados de P. gingivalis obtenidos de pacientes con Periodontitis Crónica y Agresiva utilizando una metodología basada en la “Secuencia de Inserción” (IS1126). Se tomaron muestras de biofilm subgingival en 4 sitios por paciente (uno por cuadrante). Para ello se utilizaron conos de papel estériles y se depositaron en RTF frío hasta su procesamiento en el laboratorio. Se obtuvo, mediante cultivo, bacterias pigmentadas de negro para su posterior identificación fenotípica, molecular y genotipificación, de los aislados confirmados mediante PCR como P. gingivalis. De un total de 58 aislados se identificaron por PCR 47 de ellos y se logró genotipificar 35, caracterizándose 7 perfiles genéticos diferentes. Un 66,6% de los pacientes presentaron un solo genotipo en sus aislados, mientras que el 33,3% mostró dos perfiles genéticos distintos. El grupo de pacientes estudiados presentó variabilidad genética a nivel de la secuencia IS1126, encontrándose 7 genotipos diferentes en todos los aislados analizados.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-11-12T13:13:21Z No. of bitstreams: 1 RitaDeCassiaBarretoDaSilva_TESE.pdf: 3291914 bytes, checksum: 557593d073ed5762546f566b1d7e415d (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2015-11-16T15:20:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RitaDeCassiaBarretoDaSilva_TESE.pdf: 3291914 bytes, checksum: 557593d073ed5762546f566b1d7e415d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-16T15:20:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RitaDeCassiaBarretoDaSilva_TESE.pdf: 3291914 bytes, checksum: 557593d073ed5762546f566b1d7e415d (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 / 2019-05-27 / A abordagem metagen?mica tem permitido o acesso ao material gen?tico de microrganismos n?o cultivados e tem sido usada para identifica??o de novos genes. Apesar da import?ncia dos mecanismos de reparo de DNA para a manuten??o da integridade gen?mica nosso conhecimento sobre mecanismos de reparo de DNA ? baseado em organismos modelo como E. coli e pouco ? conhecido sobre os organismos de vida livre e n?o cultivados. Neste trabalho, a abordagem metagen?mica foi aplicada para descobrir novos genes envolvidos com a manuten??o da integridade gen?mica. Um clone positivo foi identificado por replicar a biblioteca metagen?mica em meio seletivo contendo H2O2. O clone metagen?mico foi capaz de complementar parcialmente a defici?ncia em reparo de DNA de cepas simples e duplo-mutantes de E.coli (recA e xthA nfo, respectivamente) submetidas ao estresse gerado por H2O2 e MMS.A an?lise de sequ?ncia mostrou uma ORF codificando para uma prote?na hipot?tica membro da superfam?lia Exo_Endo_Phos (PF03372) e, a filogenia indicou que a mesma n?o est? inclusa em nenhuma das subfam?lias EEP. Assim, uma nova nuclease foi identificada e experimentalmente caracterizada in vivo e in vitro. Ensaios espec?ficos utilizando a nuclease purificada e oligonucleotideos fluorescentemente marcados revelaram sua atividade 3?-5?exonuclease, em substratos simples e dupla-fita, dependente de Magn?sio e sens?vel a EDTA. Uma vez que este ? o primeiro relato e caracteriza??o de uma enzima obtida a partir de abordagem metagen?mica mostrando uma atividade exonuclease, foi nomeada EXOMEG1

A Amazônia hospeda a maior floresta tropical do planeta, considerada um \"hotspot\" de biodiversidade. O aumento das ações antropogênicas nas ultimas décadas (desmatamento e queimadas) tem ocasionado perdas irreparáveis na diversidade biológica, contribuindo significativamente nas mudanças climáticas por meio de alterações dos fluxos hidrológicos e emissão excessiva de gases relacionados ao efeito estufa, dentre os quais o metano. Assim, na busca de uma melhor compreensão dessas alterações é de fundamental importância o estudo das comunidades microbianas associadas ao consumo do metano. Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto das alterações no uso da terra sobre a estrutura genômica e das comunidades bacterianas associadas a oxidação do metano presentes no solo, buscando a combinação de análises independentes (de comunidades) e dependentes de cultivo (enriquecimento e cultivo), juntamente com o acesso aos genomas montados de bactérias metanotróficas. Amostras provenientes de diferentes usos do solo e regiões da floresta amazônica foram coletadas, em sistemas de florestas primárias, florestas secundárias e pastagens na região de Santarém (PA), e florestas primárias e pastagens em Ariquemes (RO). Os solos coletados foram adicionados ao meio enriquecido com metano para estimular o metabolismo das bacterias metanotróficas. Tanto nas amostras originais como nas oriundas dos enriquecimentos, foram realizadas quantificações do gene pmoA pela técnica de PCR quantitativo (qPCR) e caracterização da comunidade total (bactérias e arquéias) e metanotróficas por meio do sequênciamento da região V4-V5 do gene 16S rRNA. Foram também realizadas análises de network e isolamentos de bactérias, na busca de uma maior compreensão sobre as correlações e associações microbianas das amostras. Por fim, o acesso ao metagenoma de amostras enriquecidas e montagens de genomas por metagenoma (MAG - Metagenome Assembled Genome), permitiu comparar a estrutura genômica do operon pmoCAB oriunda de diferentes solos. Os resultados mostraram que estrutura da comunidade total e metanotrófica se alteram com a conversão do solo florestal em pastagem, de maneiras distintas nas áreas amostradas, e com comportamento diferenciado ao longo dos enriquecimentos. O filo Acidobacteria mostrou-se característico de solos florestais, enquanto Actinobacteria, Firmicutes e Bacteoidetes de pastagens, ao passo que a abundância relativa e a riqueza de metanotróficos foi mais elevada em solos de pastagens. Também ocorrem alterações nas interações microbianas, mostrando que florestas possuem correlações mais estáveis que solos de pastagem, porém diferentes entre as áreas estudadas. Estas correlações também são notadas na associação de bactérias metanotróficas com outros grupos, como os gêneros Burkholderia, Pseudomonas, Flavisobacter e Cupriavidus. Em resumo, observa-se que há diferenciação no enriquecimento de bactérias metanotróficas nos diferentes solos e áreas, e os genomas montados indicam a possibilidade de metabolismos distintos. Estes dados contribuem para a compreensão das alterações, em diferentes níveis, da comunidade microbiana nos ambientes de conversão do uso do solo. / The Amazon hosts the largest rainforest on the planet, considered a biodiversity \"hotspot\". The increase in anthropogenic actions in the last decades (deforestation and burning) has caused irreparable losses in biological diversity, contributing significantly to climate change through changes in hydrological flows and excessive emissions of greenhouse gases, including methane. Thus, in the search for the best understanding of these changes, it is of fundamental importance to study the microbial communities associated with methane consumption. This work aimed to evaluate the impact of changes in land use on the genomic structure and bacterial communities associated with the oxidation of methane in the soil, seeking the combination of independent (community) and dependent analyzes (enrichment and growth), along with access to the genomes assembled from methanotrophic bacteria. Samples from different soil uses and regions of the Amazon rainforest were collected, such as primary forests, secondary forests and pastures in the Santarém region (PA) and primary forests and pastures in Ariquemes (RO). The collected soils were added to the methane-enriched medium to stimulate the metabolism of the methanotrophic bacteria. In both the original and the enriched samples, were performed quantifications of the pmoA gene by the quantitative PCR technique (qPCR) and characterization of the total community (bacteria and archaea) and methanotrophic by the sequencing of the V4-V5 region of the 16S rRNA gene. Network analyzes and bacterial isolations were also carried out in order to obtain a better understanding of the microbial correlations and associations of the samples. Finally, the access to the metagenome of enriched samples and genome assemblies by metagenome (MAG - Metagenome Assembled Genome) allowed comparing the genomic structure of the pmoCAB operon from different soils. The results showed that the structure of the total and methanotrophic community analyzed changes with the conversion of the forest soil to pasture, in different ways in the sampled areas and in enriched soils. The phyla Acidobacteria showed to be characteristic of forest soils, while Actinobacteria, Firmicutes, and Bacteroides of pastures and the relative abundance and richness of methanotrophic are higher in pastures soils. The changes were observed for microbial interactions, showing that forests have more stable correlations than pasture soils, but different between the areas studied. These correlations are also noted in the association of methanotrophic bacteria with other groups, such as the genera Burkholderia, Pseudomonas, Flavisobacter and Cupriavidus. In summary, it was observed differentiation in the enrichment of methanotrophic bacteria in the different soils and areas, and the assembled genomes indicate the possibility of different metabolisms. These data contribute to the understanding of the changes, at different levels, of the microbial community in the land use conversion environments.

O atual cenário mundial das mudanças climáticas, somado ao aquecimento global e ao aumento das áreas em processo de desertificação tem impactado diretamente nos padrões de produção agrícola. A Caatinga é um bioma que só ocorre no Brasil e possui um clima semiárido, quente e de baixa pluviosidade, sendo que na estação seca a temperatura do solo pode chegar até 60ºC. A Caatinga apresenta uma grande riqueza de ambientes e espécies, e boa parte dessa diversidade não é encontrada em nenhum outro bioma. Uma característica muito peculiar da Caatinga é a existência de duas estações bem contrastantes durante o ano, o inverno caracterizado por ser a estação da chuva e o verão a época da seca. A vegetação é composta por Euforbiáceas, Bromeliáceas e Cactáceas, dentre as quais destacam-se o Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e Melocactus sp. (cabeça-de-frade). O mandacaru planta que sobrevive às altas temperaturas e baixa disponibilidade de água da Caatinga possui adaptações morfológicas estruturais que contribuem para a sobrevivência da mesma. Além dessas adaptações a comunidade microbiana da rizosfera foi estudada para descobrir quais micro-organismos presentes nesse ambiente auxiliam na manutenção do hospedeiro frente a essas condições adversas. Assim como, quais grupos e funções são mais abundantes nessas condições. Nesse estudo foi feito o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e do DNA total da rizosfera de mandacaru. A comunidade bacteriana foi bem representada pelos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobacteria, sendo que o filo Actinobacteria foi mais abundante na seca de acordo com o sequenciamento metagenômico e o filo Acidobacteria foi mais abundante no período de chuva. Em geral o sequenciamento do gene 16S rRNA, indicou que Actinobacteria e Proteobacteria são os filos mais abundantes e os genes relacionados às funções de resistência a doenças foram mais abundantes na estação seca, enquanto genes relacionados ao metabolismo do nitrogênio foram mais abundantes durante o período chuvoso, revelando assim, um pouco do potencial que o microbioma da rizosfera de mandacaru possui para auxiliar a planta hospedeira. / The present world scenario of climate change, global warming and the increase in areas undergoing desertification, have directly impacted on current patterns of agricultural crop production. The Caatinga is a specific Brazilian biome because of its semi-arid climate, hot and low rainfall, and the temperature that reaches the 60°C in the dry season. The Caatinga has a huge biodiversity and much of its diversity is not found in any other biome. A peculiar characteristic of the Caatinga biome is the occurrence of two very contrasting seasons during the year, the winter which is characterized by a rainy season and summer the dry season. The vegetation is composed by Euphorbiaceae , Bromeliaceae and Cactaceae, represented by Cereus jamacaru (Mandacaru) Pilosocereus gounellei (xique-xique) and Melocactus sp. (head-to-brother). Mandacaru is the plant that can survive through the specifics climate conditions of the Caatinga biome such as high temperatures and low water availability and this is probably due to some structural and morphological adaptations that contribute to its survival. Therefore, we assessed which microorganisms are associated with the plant rhizosphere, and which microbial groups contribute to the maintenance of the host throughout these adverse conditions. Also, we identified which are the most abundant microbial groups in these conditions and which microbial functions are more abundant in both evaluated seasons. Thus the present study assessed the mandacaru rhizosphere microbiome through a partial 16S rRNA gene sequencing and metagenomic sequencing. The bacterial community was well represented by the phyla Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria. The Actinobacteria was the most abundant microbial phyla in the dry season according to shotgun sequencing while the Acidobacteria was the most abundant microbial phyla in the rainy season. Overall, the 16S rRNA sequencing indicated that Actinobacteria and Proteobacteria were the most abundant groups and additionally, and genes related to disease resistance functions were more abundant in the dry season. Genes related to nitrogen metabolism were more abundant during the rainy season revealing some of the potential traits that the mandacaru can explore from its microbiome.

O atual cenário mundial das mudanças climáticas, somado ao aquecimento global e ao aumento das áreas em processo de desertificação tem impactado diretamente nos padrões de produção agrícola. A Caatinga é um bioma que só ocorre no Brasil e possui um clima semiárido, quente e de baixa pluviosidade, sendo que na estação seca a temperatura do solo pode chegar até 60ºC. A Caatinga apresenta uma grande riqueza de ambientes e espécies, e boa parte dessa diversidade não é encontrada em nenhum outro bioma. Uma característica muito peculiar da Caatinga é a existência de duas estações bem contrastantes durante o ano, o inverno caracterizado por ser a estação da chuva e o verão a época da seca. A vegetação é composta por Euforbiáceas, Bromeliáceas e Cactáceas, dentre as quais destacam-se o Cereus jamacaru (mandacaru), Pilosocereus gounellei (xique-xique) e Melocactus sp. (cabeça-de-frade). O mandacaru planta que sobrevive às altas temperaturas e baixa disponibilidade de água da Caatinga possui adaptações morfológicas estruturais que contribuem para a sobrevivência da mesma. Além dessas adaptações a comunidade microbiana da rizosfera foi estudada para descobrir quais micro-organismos presentes nesse ambiente auxiliam na manutenção do hospedeiro frente a essas condições adversas. Assim como, quais grupos e funções são mais abundantes nessas condições. Nesse estudo foi feito o sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e do DNA total da rizosfera de mandacaru. A comunidade bacteriana foi bem representada pelos filos Actinobacteria, Proteobacteria e Acidobacteria, sendo que o filo Actinobacteria foi mais abundante na seca de acordo com o sequenciamento metagenômico e o filo Acidobacteria foi mais abundante no período de chuva. Em geral o sequenciamento do gene 16S rRNA, indicou que Actinobacteria e Proteobacteria são os filos mais abundantes e os genes relacionados às funções de resistência a doenças foram mais abundantes na estação seca, enquanto genes relacionados ao metabolismo do nitrogênio foram mais abundantes durante o período chuvoso, revelando assim, um pouco do potencial que o microbioma da rizosfera de mandacaru possui para auxiliar a planta hospedeira. / The present world scenario of climate change, global warming and the increase in areas undergoing desertification, have directly impacted on current patterns of agricultural crop production. The Caatinga is a specific Brazilian biome because of its semi-arid climate, hot and low rainfall, and the temperature that reaches the 60°C in the dry season. The Caatinga has a huge biodiversity and much of its diversity is not found in any other biome. A peculiar characteristic of the Caatinga biome is the occurrence of two very contrasting seasons during the year, the winter which is characterized by a rainy season and summer the dry season. The vegetation is composed by Euphorbiaceae , Bromeliaceae and Cactaceae, represented by Cereus jamacaru (Mandacaru) Pilosocereus gounellei (xique-xique) and Melocactus sp. (head-to-brother). Mandacaru is the plant that can survive through the specifics climate conditions of the Caatinga biome such as high temperatures and low water availability and this is probably due to some structural and morphological adaptations that contribute to its survival. Therefore, we assessed which microorganisms are associated with the plant rhizosphere, and which microbial groups contribute to the maintenance of the host throughout these adverse conditions. Also, we identified which are the most abundant microbial groups in these conditions and which microbial functions are more abundant in both evaluated seasons. Thus the present study assessed the mandacaru rhizosphere microbiome through a partial 16S rRNA gene sequencing and metagenomic sequencing. The bacterial community was well represented by the phyla Actinobacteria, Proteobacteria and Acidobacteria. The Actinobacteria was the most abundant microbial phyla in the dry season according to shotgun sequencing while the Acidobacteria was the most abundant microbial phyla in the rainy season. Overall, the 16S rRNA sequencing indicated that Actinobacteria and Proteobacteria were the most abundant groups and additionally, and genes related to disease resistance functions were more abundant in the dry season. Genes related to nitrogen metabolism were more abundant during the rainy season revealing some of the potential traits that the mandacaru can explore from its microbiome.

O comércio mundial de enzimas industriais estava estimado em 2.3 bilhões de dólares entre detergentes (U$ 789 milhões), aplicações alimentícias (U$ 634 milhões), agricultura (U$ 237 milhões), entre outros. Neste contexto, as enzimas lipolíticas estão atraindo enorme atenção devido ao seu potencial biotecnológico, visto que estas podem catalisar múltiplas reações (hidrólise, acidólise, interesterificação e glicerólise). Enzimas lipolíticas de origem microbiana são economicamente atrativas por serem biodegradáveis, atuarem normalmente em condições brandas, e serem quimio-seletivas propiciando à indústria farmacêutica a obtenção de drogas com efeito colateral reduzido. Neste projeto, quatro genes potenciais codificadores de esterases/lipases, advindos de uma biblioteca metagenômica de um consórcio microbiano degradador de óleo diesel, foram clonados em vetores de expressão e expressos em Escherichia coli BL21 (DE3), e as proteínas correspondentes foram submetidas a ensaios funcionais e estruturais. / The global trade of industrial enzymes is estimated at 2.3 billion U.S. dollars, divided mainly between detergents (US$ 789 million), food applications (US$ 634 million), and agriculture (US$ 237 million). Within this trade, lipolytic enzymes have attracted enormous attention because of their biotechnological potential as catalysts of multiple reaction types (including hydrolysis, acidolysis, interesterification and glycerolysis). Lipolytic enzymes of microbial origin are economically attractive because they are easily biodegradable, usually act in mild conditions, and are chemo-selective, providing the pharmaceutical industry a method for obtaining drugs with reduced side effects. In this project, four individual genes encoding putative esterases/lipases identified in a metagenomic library obtained from a microbe consortium isolated from diesel oil-contaminated soil were cloned into expression vectors and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3), and their corresponding recombinant proteins were used for functional and structural studies.

Orientador: José Luiz Rybarczyk Filho / Resumo: Na análise de dados metagenômicos temos duas perguntas básicas que podemos fazer: “Quem são?” e “O que estão fazendo?” os microorganismos de uma determinada amostra. Para responder a primeira pergunta utiliza-se a análise taxonômica de microorganismos. Existem diversos software que utilizam diferentes metodologias para atingir essa finalidade. Esses métodos são divididos em duas categorias principais: composicional e alinhamento por similaridade. O que diferencia os métodos são principalmente o tempo para ser realizada a análise, poder computacional e eficiência na identificação dos reads. Nesse trabalho propomos um novo método por composição que utiliza cinco assinaturas genômicas e suas combinações para identificação dos reads: concentração de GC (Guanina/Citocina), entropia de dipletes, entropia de tripletes, entropia de tetrapletes e abundância total de dinucleotı́deos. Utilizamos um conjunto de dados referente a 3055 genomas completos de bactérias provenientes do NCBI (National Center for Biotechnology Information)que foram fragmentados em dois grupos: teste e controle. Os grupos foram fragmentados em tamanhos de 50-1000pb com partições de tamanho 50pb, buscando se aproximar dos tamanhos de reads normalmente gerados pelos equipamentos de sequenciamento de nova geração. O desempenho da metologia foi avaliado por medidas de sensibilidade, especificidade, precisão e média harmônica em comparação aos resultados do grupo teste com o grupo controle. Dentre as combinações anal... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

O comércio mundial de enzimas industriais estava estimado em 2.3 bilhões de dólares entre detergentes (U$ 789 milhões), aplicações alimentícias (U$ 634 milhões), agricultura (U$ 237 milhões), entre outros. Neste contexto, as enzimas lipolíticas estão atraindo enorme atenção devido ao seu potencial biotecnológico, visto que estas podem catalisar múltiplas reações (hidrólise, acidólise, interesterificação e glicerólise). Enzimas lipolíticas de origem microbiana são economicamente atrativas por serem biodegradáveis, atuarem normalmente em condições brandas, e serem quimio-seletivas propiciando à indústria farmacêutica a obtenção de drogas com efeito colateral reduzido. Neste projeto, quatro genes potenciais codificadores de esterases/lipases, advindos de uma biblioteca metagenômica de um consórcio microbiano degradador de óleo diesel, foram clonados em vetores de expressão e expressos em Escherichia coli BL21 (DE3), e as proteínas correspondentes foram submetidas a ensaios funcionais e estruturais. / The global trade of industrial enzymes is estimated at 2.3 billion U.S. dollars, divided mainly between detergents (US$ 789 million), food applications (US$ 634 million), and agriculture (US$ 237 million). Within this trade, lipolytic enzymes have attracted enormous attention because of their biotechnological potential as catalysts of multiple reaction types (including hydrolysis, acidolysis, interesterification and glycerolysis). Lipolytic enzymes of microbial origin are economically attractive because they are easily biodegradable, usually act in mild conditions, and are chemo-selective, providing the pharmaceutical industry a method for obtaining drugs with reduced side effects. In this project, four individual genes encoding putative esterases/lipases identified in a metagenomic library obtained from a microbe consortium isolated from diesel oil-contaminated soil were cloned into expression vectors and expressed in Escherichia coli BL21 (DE3), and their corresponding recombinant proteins were used for functional and structural studies.

Submitted by Priscila Nascimento (pnascimento@icict.fiocruz.br) on 2013-03-22T18:57:42Z No. of bitstreams: 1 Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf: 1653673 bytes, checksum: 187a641b69c50d36212eb943747940e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-22T18:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf: 1653673 bytes, checksum: 187a641b69c50d36212eb943747940e5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / As Metallo-β-Lactamases (Mβls) são uma família de enzimas cuja importância clínica reside na sua capacidade de hidrolisar praticamente todos os antibióticos da classe dos β-Lactâmicos, incluindo as carbapenemas, que são os compostos mais poderosos utilizados atualmente, a única exceção são os monobactâmicos. Estas enzimas são classificadas em três subclasses, B1, B2 e B3, com base nas suas identidades em nível de sequência e perfil de atividade. As enzimas das subclasses B1 e B3, caracterizam-se por ter amplo espectro de ação enquanto que, as da subclasse B2, são carbapenemases estritas. O conjunto de genes associados à resistência das bactérias aos antimicrobianos, presentes em um determinado ambiente, é conhecido como “Resistoma”. Evidências caracterizam a microbiota de ambientes naturais como fonte e/ou reservatório destes genes e o resistoma ambiental como reservatório original das Mβls. Nosso estudo tem como objetivo buscar em projetos de metagenomas marinhos públicos evidências da existência de um resistoma neste bioma. Buscamos, in silico, por Mβls putativas similares àquelas encontradas em bactérias presentes em ambientes clínicos. Os projetos de metagenomas marinhos públicos foram obtidos no banco de armazenamento do Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), buscas por Metallo-β-Lactamases foram feitas com o software HMMer V3, empregando um limiar de similaridade baseado em um e-value de 10-20, utilizando os alelos de Metallo-β-Lactamases conhecidos para a construção de perfis HMM, empregados como sondas. Para determinar a relação com as Metallo-β-Lactamases clínicas, uma segunda busca foi feita com os resultados do HMMer contra o banco de dados de proteínas não redundantes (NR) utilizando o programa Blastp do pacote Blast+. Motivos conservados característicos das Mβls foram identificados visualmente para a eliminação de falsos positivos, análises filogenéticas foram feitas utilizando o programa MEGA v5. Identificamos, em sítios de vários oceanos e mares, sequências apresentando Mβls putativas, apresentando similaridade de sequência estatisticamente relevante com Mβls clínicas, como: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 e CAU-1. Algumas destas Mβls putativas apresentaram identidade de sequência com suas similares clínicas, as Mβls VIM e SPM. Nossa análise mostrou que a Mβl GOB apresenta uma grande abundância e dispersão. Assim, apresentamos as primeiras evidências da existência de um resistoma marinho, caracterizado pela presença de sequências das três subclasses de Mβls e com ampla distribuição pelo meio marinho. / The Metallo-β-lactamases (Mβls) are a family of enzymes with high impact in the clinic due to their ability to hydrolyze virtually all antibiotics belonging to the β-lactams group, excluding the monobactams. These enzymes are classified into three subclasses, B1, B2 and B3, based on their sequence similarity and the activity profile. The enzymes from subclass B1 and B3 present a broad spectrum of activity and the subclass B2 are strict carbapenemases. The set of genes associated with bacteria antimicrobial resistance present in an environment is known as “Resistome”. Studies have presented evidences characterizing the microbiota of natural environments as the source and/or reservoir of resistance genes and the environmental resistome as the original reservoir of Mβls. Our study aims to search publicly available marine metagenome projects for evidences of a marine resistome. We performed an in silico analysis to reveal putative Mβls that are similar to those found in the clinical setting. The marine metagenomic were downloaded from the Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), and screened for Metallo-β-lactamases with the HMMer V3 software, with similarity threshold of an e-value of 10-20, using the known Metallo-β- lactamases alleles to build HMM profiles, and used them as queries. In order to determine the relationship between these two groups, the results were queried against the NCBI non-redundant protein database using the Blastp software with the same e-value cutoff. The Mβl motifs were visually identified to eliminate false positives, and phylogenetic analysis were made using the MEGA v5 software. Putative sequences showing identity with clinical Mβls, such as: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 and CAU-1 were found in samples from distinct oceans. Our analysis showed that the Mβl GOB is variable and dispersed in various sites of the oceans. Thus, we could map and bring evidences of the marine resistome based on the presence of the three subclasses of Mβls distributed in the ocean.

Os micro-organismos apresentam uma imensa diversidade genética e desempenham funções únicas e cruciais na manutenção de ecossistemas. Uma dessas funções é a produção de enzimas extracelulares, que ajudam na degradação da matéria orgânica e são cada vez mais procuradas e exploradas pela indústria. Essa propriedade aumenta a busca por enzimas que possam ser utilizadas nos diversos setores industriais com maior aproveitamento e baixo custo. A celulase pertence a essa classe de enzimas e é formada por um complexo multienzimático capaz de hidrolisar celulose por meio da quebra da ligação β,1-4. A partir dessa característica da celulase, foi realizada uma expressão heteróloga relacionada com a hidrólise da celulose em biblioteca metagenômica de solo da Caatinga. Foram realizados testes de produção enzimática por meio dos quais selecionamos os clones 283/A8 e 307/E11 como melhores produtores de endoglicanases. Com o objetivo de analisar a cinética de produção de celulases pelos clones, estes foram inoculados em diferentes fontes de celulose, pH e temperatura. A faixa ideal de pH foi 5,0 e de temperatura, 50º C, verificada para as enzimas Celulase Total, Endoglicanase e β-glicosidase. Quanto à termoestabilidade, as enzimas presentes mantiveram mais de 60% da atividade inicial após 2 horas de incubação a 50º C. O perfil de proteínas analisado por SDS-PAGE demonstrou que os clones secretam um conjunto de enzimas celulolíticas com 25 a 100 KDa, quando cultivado em farelo de trigo, e 30 a 60 KDa, quando cultivados em CMC. No ensaio de cromatografia para o clone 307/E11, foram selecionadas 5 frações que obtiveram melhores resultados na dosagem enzimática e testados frente ao pH e à temperatura. O resultado obtido foi que o complexo enzimático bruto, extraído do sobrenadante produzido pelo clone, possui melhor atividade frente ao pH e à temperatura do que as frações parcialmente purificadas. / Microorganisms are distinguished by a wide genetic diversity and they perform unique and crucial functions concerning the maintenance of ecosystems. One of those functions is the production of extracellular enzymes, which help in the degradation of organic matter and which are increasingly wanted and explored by industry. Such feature boosts the search of enzymes that can be exploited in several industrial sectors with improved full use and low cost. Cellulase belongs to such class of enzymes and it is composed of a multi-enzymatic complex which is able to hydrolyse cellulose through the breaking of the chemical bond β,1-4. Considering such attribute of the cellulase, a heterologous expression, related to cellulose hydrolysis in a metagenomic inventory of the soil of Caatinga, was realized. Tests of enzymatic production were performed, and through them, we could elect the clones 283/A8 and 307/E11 as the best endoglicanase producers. Those clones were inoculated in different cellulose sources, pH and temperature, so that we could analyse the kinetic of cellulase production between them. The ideal pH range was 5.0 and the ideal temperature range was 50º C (122º F), verified for the enzymes Total Cellulase, Endoglicanase and β-glucosidase. With regard to thermostability, the present enzymes kept more than 60% of the initial activity after 2 hours of incubation at 50º C (122º F). The proteins profile analysed with the help of SDS-PAGE proved that the clones secrete a group of cellulolytic enzymes with a weight average of 25 to 100 KDa, when cultivated in wheat bran, and of 30 to 60 KDa, when cultivated in CMC. Five fractions with the best results, regarding enzymatic dosage and tested before pH and temperature, were chosen by the chromatography research for the clone 307/E11. The achieved result proved that the raw enzymatic complex, extracted from the supernatant produced by the clone, develops a better activity before pH and temperature than the fractions partially purified.